Đề thi cuối học kì 1 môn Nguyên lý Chi tiết máy năm 2018-2019

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

1
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

"Đề thi cuối học kì 1 môn Nguyên lý Chi tiết máy năm 2018-2019 - Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật, TP.HCM" là tài liệu hữu ích giúp sinh viên củng cố kiến thức, luyện tập các dạng bài quan trọng và nâng cao hiệu suất làm bài thi.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề thi cuối học kì 1 môn Nguyên lý Chi tiết máy năm 2018-2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT ĐỀ THI CUỐI KỲ HỌC KỲ I NĂM HỌC 2018-2019 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Môn: Nguyên lý – Chi tiết máy KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Mã môn học: TMMP230220 Đề số 2/Mã đề: HK1-2018-2019 BỘ MÔN: CƠ SỞ THIẾT KẾ MÁY Thời gian: 90 phút. ------------------------- Được phép sử dụng 03 tờ A4 viết tay, không photocopy . Câu 1 (2.5 điểm) Bộ truyền đai dẹt có khoảng cách trục a= 1800mm, đường kính các bánh đai d1= 200mm, d2= 600mm, hệ số ma sát giữa đai và bánh đai là f= 0,30. Trục dẫn có công suất P1= 6,5kW, tốc độ n1= 1200v/ph. 1. Xác định góc ôm 1 và kiểm tra điều kiện góc ôm 1? 2. Xác định lực căng ban đầu (F0) để bộ truyền không xảy ra trượt trơn? 3. Thay dây đai có hệ số ma sát f ’ = 0,35. Hỏi khả năng tải (lực vòng Ft) của bộ truyền tăng lên bao nhiêu lần? Câu 2 (2 điểm) Cho hệ bánh răng như hình 1. Số răng của các bánh răng: Zb= 2Za, Z1= 120, Z2= 50, Z’2= 40, Z3= 75. Bánh răng Za có na= 200v/ph. Xác định tốc độ và chiều quay của cần C? Hình 1 Hình 2 Câu 3 (2.5 điểm) Cho hệ truyền động như hình 2, trục III có mô men xoắn TIII= 2x105Nmm, trục I có tốc độ n1= 1200v/ph. Bộ truyền bánh răng trụ răng nghiêng có Z1= 20, Z2= 60, góc nghiêng = 150, mô đun pháp mn= 4mm. Bộ truyền trục vít có mô đun m= 8mm, hệ số đường kính q= 10, số mối ren trục vít Z3= 2, số răng bánh vít Z4= 40. 1. Tính tốc độ nIII của bánh vít? 2. Phân tích phương ,chiều của các lực tác dụng trong bộ truyền bánh răng, bộ truyền trục vít? 3. Tính lực vòng Ft3 và Ft4 của bộ truyền trục vít - bánh vít (xét trong trường hợp góc ma sát nhỏ)? Câu 4 (3 điểm) Cho trục trung gian của của hộp giảm tốc có sơ đồ như hình 3. Bánh răng côn răng thẳng Z1 có đường kính trung bình dm= 250mm, các lực ăn khớp là: 𝐹 𝑡1 = 1000𝑁, 𝐹 𝑟1 = 163𝑁, Fa1= 325N. Bánh răng trụ răng nghiêng Z2 có đường kính vòng chia 𝑑2 = 200𝑚𝑚, các lực ăn khớp là: 𝐹 𝑡2 = 1250𝑁, 𝐹 𝑟2 = 471𝑁, 𝐹 𝑎2 = 335𝑁. Các kích thước : 𝐿1 = 150𝑚𝑚, 𝐿2 = 200𝑚𝑚, 𝐿3 = 100𝑚𝑚. Vật liệu chế tạo trục có ứng suất uốn cho phép [𝜎 𝐹 ] = 60𝑀𝑃𝑎. 1. Tính phản lực tại các gối đỡ A và D? (1đ)
2. Vẽ biểu đồ mômen uốn 𝑀 𝑥 , 𝑀 𝑦 , mômen xoắn T và ghi giá trị các mômen tại các tiết diện nguy hiểm (1,5đ) 3. Xác định đường kính trục tại tiết diện C theo điều kiện sức bền? (0,5đ) Hình 3 Chuẩn đầu ra của học phần (về kiến thức) Nội dung kiểm tra [G1.2]: Có kiến thức trong tính toán thiết kế chi tiết máy và máy Câu 1 Câu 4 [G4.1]: Hiểu được các chỉ tiêu tính toán đối với từng chi tiết máy chung, từ đó nắm vững được trình tự tính toán thiết kế các hệ truyền động cơ khí và các liên kết trong máy [G2.2]: Nắm vững cơ sở tính toán thiết kế các chi tiết máy:các thông số cơ bản, các Câu 2 đặc điểm trong truyền động, tỉ số truyền, vận tốc, hiệu suất [G2.3]: Thành thạo trong giải quyết các bài toán về phân tích lực tác dụng lên chi Câu 4 tiết máy, cơ cấu máy [G2.2]: Nắm vững cơ sở tính toán thiết kế các chi tiết máy:các thông số cơ bản, các Câu 3 đặc điểm trong truyền động, tỉ số truyền, vận tốc, hiệu suất [G2.3]: Thành thạo trong giải quyết các bài toán về phân tích lực tác dụng lên chi Câu 4 tiết máy, cơ cấu máy Chú ý: Cán bộ coi thi không giải thích đề thi Ngày 17 tháng 12 năm 2018 Trưởng Bộ môn (Đã ký) TS. Mai Đức Đãi
ĐÁP ÁN ĐỀ THI MÔN NGUYÊN LÝ CHI TIẾT MÁY(TMMP230220) Ngày thi: 18-12-2018 1.a Xác định góc ôm 1 và kiểm tra điều kiện góc ôm 1: 𝑑2 − 𝑑1 600 − 200 𝛼1 = 1800 − 570 = 1800 − 570 = 𝟏𝟔𝟕, 𝟑 𝟎 > 1500 𝑎 1800 0, 5 Vậy, góc ôm là 𝛼1 = 2,92𝑟𝑎𝑑 1.b Xác định lực căng ban đầu (F0) để bộ truyền không xảy ra trượt trơn: Ta có: 2𝐹𝑜 ( 𝑒 𝑓𝛼1 − 1) ≥ 𝐹 𝑡 ( 𝑒 𝑓𝛼1 + 1) 𝐹 𝑡 ( 𝑒 𝑓𝛼1 + 1) 517,3 ∗ ( 𝑒 0,3∗2,92 + 1) 0,5 𝐹𝑜 ≥ ≥ ≥ 𝟔𝟐𝟕, 𝟕𝑁 2( 𝑒 𝑓𝛼1 − 1) 2 ∗ ( 𝑒 0,3∗2,92 − 1) Với: 𝑃1 6,5 𝑇𝐼 = 9,55 ∗ 106 = 9,55 ∗ 106 = 𝟓𝟏𝟕𝟑𝟎𝑁𝑚𝑚 𝑛1 1200 2𝑇1 0,5 𝐹𝑡 = = 𝟓𝟏𝟕, 𝟑𝑁 𝑑1 1.c Thay dây đai có hệ số ma sát f ’ = 0,35. Hỏi khả năng tải (lực vòng Ft) của bộ truyền tăng lên bao nhiêu lần: 2𝐹𝑜 ( 𝑒 𝑓′𝛼1 − 1) 2 ∗ 627,7 ∗ ( 𝑒 0,35∗2,92 − 1) 𝐹′ 𝑡 = = ≤ 𝟓𝟗𝟏, 𝟎𝟒𝑁 ( 𝑒 𝑓′𝛼1 + 1) ( 𝑒 0,35∗2,92 + 1) 0,5 Khả năng tải (lực vòng Ft) của bộ truyền tăng lên: 𝐹′ 𝑡 591,04 = = 𝟏, 𝟏𝟒𝟑𝑙ầ𝑛 0,5 𝐹𝑡 517,3 2.a HBR= HBR thường + HBR Hành tinh + HBR thường ăn khớp ngoài: 𝑛𝑎 𝑍𝑏 0,5 𝑢 𝑎𝑏 = = (−1) 𝑘 = (−1)1 2 = −𝟐 𝑛𝑏 𝑍𝑎 𝑛𝑎 200 𝑣𝑔 => 𝑛 𝑏 = = = −𝟏𝟎𝟎( ) 𝑢 𝑎𝑏 −2 𝑝ℎ + Hệ hành tinh: 1 −  𝑐 ̅̅̅ − ̅̅̅ 𝑛1 𝑛𝑐 𝑧2 𝑧3 50 75 75 𝑢13/𝑐 = = =+ = = 3 −  𝑐 ̅̅̅ − ̅̅̅ 𝑛3 𝑛𝑐 𝑧1 𝑧2′ 120 40 96 0,5
̅̅̅ 𝑛1 75 21 =1− = ̅̅̅ 𝑛𝑐 96 96 1,0 96 96 𝑣𝑔  𝑛𝑐 = 𝑛1 = 𝑛 𝑏 = −𝟒𝟕𝟓, 𝟏𝟒( ) 21 21 𝑝ℎ => Vậy, cần C quay ngược chiều với bánh răng Za 3.a Tính tốc độ nIII của bánh vít: 𝑍2 𝑍4 40 𝑛𝐼 𝑢 𝑐 = 𝑢 𝐵𝑅 ∗ 𝑢 𝑇𝑉 = ∗ =3∗ = 𝟔𝟎 = 𝑍1 𝑍3 2 𝑛 𝐼𝐼𝐼 𝑛𝐼 1200 𝑣  𝑛 𝐼𝐼𝐼 = = = 𝟐𝟎( ) 0,5 60 60 𝑝ℎ 3.b Phân tích phương chiều của các lực tác dụng trong bộ truyền bánh răng, bộ truyền trục vít: 0,5 0,5 3.c Tính lực vòng Ft1 của bánh răng nghiêng và Ft4 của bánh vít: 𝑇𝐼𝐼𝐼 = 𝟐𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝑁𝑚𝑚 2𝑇𝐼𝐼𝐼 2𝑇𝐼𝐼𝐼 2 ∗ 200000 0,5 𝐹 𝑡4 = = = = 𝟏𝟐𝟓𝟎𝑁 𝑑4 𝑚𝑧4 8 ∗ 40 𝑍3 + 𝑡𝑔 = = 0,2 𝑞 𝐹 𝑡3 = 𝐹 𝑡4 𝑡𝑔 = 1250 ∗ (0,2) = 𝟐𝟓𝟎𝑁 0,5
4 Tóm tắt: 𝑑 𝑚 = 250𝑚𝑚; 𝐹 𝑡1 = 1000𝑁; 𝐹 𝑟1 = 163𝑁; 𝐹 𝑎1 = 325𝑁; 𝑑2 = 200𝑚𝑚; 𝐹 𝑡2 = 1250𝑁; 𝐹 𝑟2 = 471𝑁; 𝐹 𝑎2 = 335𝑁 𝐿1 = 150𝑚𝑚; 𝐿2 = 200𝑚𝑚; 𝐿3 = 100𝑚𝑚 [ 𝜎] = 60𝑀𝑃𝑎; 4.a 𝑑 𝑚 𝑑2 T= 𝐹 𝑡1 = 𝐹 𝑡2 = 𝟏𝟐𝟓𝟎𝟎𝟎 𝑁𝑚𝑚 2 2 𝑑𝑚 𝑀 𝑎1 = 𝐹 𝑎1 = 330 ∗ 125 = 𝟒𝟎𝟔𝟐𝟓𝑁𝑚𝑚 2 𝑑2 𝑀 𝑎2 = 𝐹 𝑎2 = 335 ∗ 100 = 𝟑𝟑𝟓𝟎𝟎𝑁𝑚𝑚 2 Phản lực tại gối A và D: + PT cân bằng mômen tại A theo phương Y: ⃗ ∑ 𝑚 𝐴 (𝑅 𝑦 ) = −𝑀 𝑎1 + 𝐹 𝑟1 ∗ 𝐿1 − 𝐹 𝑟2 ∗ ( 𝐿1 + 𝐿2 ) − 𝑀 𝑎2 + 𝑅 𝐷𝑌 ∗ (𝐿1 + 𝐿2 + 𝐿3 ) = 0 (𝑀 𝑎1 −𝐹 𝑟1 ∗𝐿1 +(𝐿1 +𝐿2 )∗𝐹 𝑟2 +𝑀 𝑎2 )  𝑅 𝐷𝑌 = (𝐿1 +𝐿2 +𝐿3 ) = (40625−163∗150+(150+200)∗471+33500) (450) = 𝟒𝟕𝟔, 𝟕(𝑁) 0,5 + PT cân bằng lực: ∑ 𝑅 = −𝑅 𝐴𝑌 + 𝐹 𝑟1 − 𝐹 𝑟2 + 𝑅 𝐷𝑌 = 0 0,5  𝑅 𝐴𝑌 = 𝐹 𝑟1 − 𝐹 𝑟2 + 𝑅 𝐷𝑌 = 163 − 471 + 476,7 = 𝟏𝟔𝟖, 𝟕(𝑁) + PT cân bằng mômen tại A theo phương X: ⃗  ∑ 𝑚 𝐴 (𝑅 𝑥 ) = −𝐹 𝑡1 ∗ 𝐿1 − 𝐹 𝑡2 ∗ ( 𝐿1 + 𝐿2 ) + 𝑅 𝐷𝑋 ∗ (𝐿1 + 𝐿2 + 𝐿3 ) = 0 𝐹 𝑡1 ∗𝐿1 +𝐹 𝑡2 ∗(𝐿1 +𝐿2 )  𝑅 𝐷𝑋 = = 𝟏𝟑𝟎𝟓, 𝟔(𝑁) 0,5 (𝐿1 +𝐿2 +𝐿3 ) + PT cân bằng lực: ∑ 𝑅 = 𝑅 𝐴𝑋 − 𝐹 𝑡1 − 𝐹 𝑡2 + 𝑅 𝐷𝑋 = 0 =>𝑅 𝐴𝑋 = 𝐹 𝑡1 + 𝐹 𝑡2 − 𝑅 𝐷𝑋 = 𝟗𝟒𝟒, 𝟒(𝑁) 0,5
4.b Vẽ biểu đồ mômen: 0,75 0,5 0,25
4.c Đường kính tại tiết diện nguy hiểm C: + Moment tương đương tại vị trí C: 𝑀 𝑡đ−𝐶 = √𝑀2 2 𝑢𝑥−𝐶 + 𝑀 𝑢𝑦−𝐶 + 0.75𝑇 2 = √476702 + 1305602 + 0,75 ∗ 1250002 0,25 = 𝟏𝟕𝟔𝟏𝟗𝟑𝑵𝑚𝑚 Đường kính trục tại tiết diện C: 3 𝑀 𝑡đ 𝑑𝐶 ≥ √ = 𝟑𝟎, 𝟖𝟓𝒎𝒎 0.1[ 𝜎 𝐹 ] 0,25 Vì tại C lắp bánh răng nên ta chọn: 𝑑 𝐶 = 𝟑𝟐(𝑚𝑚)